Фамилия Владимцева — женская форма фамилии Владимцев, и её происхождение неочевидно даже для носителей, потому что основа «Владим-» не встречается ни в крестильных именах, ни в распространённых прозвищах. Самое правдоподобное объяснение — связь с глаголом «владеть» или «владить» (управлять, властвовать) через причастие «владимый» (тот, кем владеют, или, реже, владеющий). В старом русском языке форма «владимый» могла стать прозвищем: либо для человека, который находился в подчинении, либо, наоборот, для властного хозяина. Суффикс «-цев» указывает на отчество по модели «чей сын?» — Владимцев буквально «сын Владимого». Исходное прозвище Владимый, если оно существовало, было редким и локальным, что объясняет малую распространённость фамилии.

Другая, менее вероятная версия — искажение от Владимирцев. В говорах «р» могло выпадать, особенно в безударных позициях, и «Владимирцев» превращалось в «Владимцев». Но это спорно: фамилии от полного имени Владимир обычно сохраняют «р» (Владимиров, Владимирский), а форма «Владимцев» встречается в документах XVII–XVIII веков, где параллельно фиксируется и «Владимиров», что говорит о самостоятельном происхождении.

Географически фамилия Владимцев (и Владимцева) тяготеет к центральным и северным областям России — Вологодской, Костромской, Ярославской. В этих краях были сильны диалектные формы глаголов на «-дить» (владить вместо владеть), и прозвища от них давали нередко. Сословной привязки нет: Владимцевы могли быть и крестьянами, и посадскими людьми, и духовенством — фамилия не указывает на знатное происхождение.

Словообразовательный разбор прост: корень «влад-/влади-», суффикс причастия «-им-», патронимический суффикс «-цев». Это типичная модель для «именных» фамилий, но с редкой основой, что и делает Владимцеву фамилией с яркой локальной историей, а не с общеизвестным значением.